Power Quality Sicherheit und Qualität in Energienetzen

Klasse

A • Überwachung der Qualität in Energienetzen • Digitaler Störschreiber (Transient Fault Recorder) • Integration des Protokollstandards IEC 61850

ibaPQU-S Modulares Power Quality Monitoring System

ibaPDA-Interface-IEC61850 ibaPDA unterstützt IEC 61850

iba AG

Der Spezialist für Messtechnik- und Automatisierungssysteme Unsere Mission ist es, mit messtechnischen Systemlösungen Transparenz in die Welt der Automatisierung zu bringen. Durch ein iba-System kann der Anwender die wachsende technische Komplexität von automatisierten Prozessen und mechatronischen Systemen begreifen und beherrschen. Wie bei einem Flugschreiber werden alle wesentlichen Anlagen- und Prozessdaten aus verschiedensten Signalquellen, Feldbussen und Automatisierungssystemen kontinuierlich und zeitsynchron erfasst und aufgezeichnet. Für die Auswertung dieser Daten haben wir leistungsfähige Analysewerkzeuge entwickelt, die sowohl interaktives Arbeiten als auch automatische Informationsgewinnung komfortabel unterstützen.

Wegbereitend

Unser Spezialgebiet ist seit mehr als 30 Jahren die Entwicklung hochwertiger Systeme zur Messwerterfassung und -analyse, Signalverarbeitung und Automatisierung. iba ist einer der wenigen Hersteller, der die Technologiekette von der Hardware über die Software bis hin zur Datenbanktechnologie vollständig beherrscht. Denn nur wer die eigenen Produkte im Detail versteht, kann Innovation treiben und Kunden kompetent beraten und unterstützen.

Kommunikativ

Wesentliches Merkmal unserer Hard- und Softwareprodukte ist neben der praxisgerechten Funktionalität die ausgeprägte Konnektivität zur Automatisierung. Dabei werden unterschiedlichste Hersteller und Generationen berücksichtigt und auch ältere Systeme integriert: Ein deutlicher Nutzen im Lebenszyklus einer Anlage.

Metallerzeugende Industrie

Öl & Gas

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Einsatzgebiete

Fehler- & Störungssuche Prozessanalyse Qualitätsdokumentation

Bergbau

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Energie

Condition Monitoring

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Power Quality Messanlagensteuerung

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Automotive

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Verpackung

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Retrofit

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Prüfstandsautomatisierung

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Transport

Papier- & Faserindustrie

Autark, Modular, Skalierbar

Das iba-System Daten erfassen

Daten aufzeichnen

Daten auswerten

Informationen gewinnen

ibaAnalyzer Manuelle Auswertung Ethernet

MES Video / HMI ibaBM

ibaLink

Request ibaPADU

Alarm

ibaAnalyzer

HD

PLC

Reports

.dat

ibaNet

Bus

Report

ibaPDA

HD

Datenextraktion in Datenbank

ibaFOB

analog/ digital

remote LongTerm

Langzeit-Trends

Power Quality bei iba ..................................................................... 4

ibaPQU-S

Modulares Power Quality Monitoring System .................. 6 Applikation

Störungen präzise analysieren mit dem High-Speed-Störschreiber .............................................. 8 ibaPDA-Interface-IEC61850

ibaPDA unterstützt IEC 61850 ........................................ 10

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Energiedaten und Prozessdaten verbinden

Das Ganze sehen. Die Erfassung und Überwachung der Elektroenergiequalität (EEQ) ist für Energieerzeuger, Netzbetreiber und Verbraucher gleichermaßen ein wichtiges Instrument, um einerseits Versorgungszuverlässigkeit und Spannungsqualität zu dokumentieren, andererseits um die Einhaltung von Emissionsgrenzwerten nachzuweisen, aber auch um Störungen zu analysieren und damit zu vermeiden.

Ihre Vorteile auf einen Blick ƒ Energiekosten senken ƒ Versorgung sicherstellen ƒ Spannungsqualität dokumentieren ƒ Emissionsgrenzen einhalten ƒ Störungen analysieren ƒ Qualitätsanforderungen erfüllen ƒ Bußgelder vermeiden

Energieerzeuger in der Nachweispflicht

Die dezentrale Energieerzeugung und das damit verbundene schwankende Angebot an elektrischer Energie aus regenerativen Quellen beeinflusst die Stabilität des Energienetzes. Dabei müssen Energieversorger stets sicherstellen, dass die ins öffentliche Netz eingespeiste Energie die in der europäischen Norm EN 50160 geregelten Qualitätskriterien erfüllt. Davon sind nicht nur die „großen“ Energieerzeuger betroffen, sondern auch Betriebe mit eigenen Kraftwerken, die Energie ins öffentliche Netz einspeisen.

Hohe Energiequalität nur mit optimierten Anlagen

Auch Netzbetreiber unterliegen der Norm EN 50160. Die Anforderungen an die Übertragungsnetze steigen mit der dezentralen Struktur und dem Einsatz von Leistungslektronik, um beispielsweise Leistungsflüsse zu steuern oder beim Betrieb von HGÜ-Anlagen, wo Gleichstrom über sehr große Entfernungen übertragen wird. Dabei spielt nicht nur die Überwachung der EEQ eine Rolle, sondern auch die Überwachung der Steuerungen der elektrischen Anlagen, wie beispielsweise Stromrichter in Konverterstationen. Mit dem modularen ibaPQU-S-System können Daten aus der Anlage zusammen mit den berechneten Qualitätskennwerten und gemessenen Rohwerten zentral in ibaPDA aufgezeichnet werden. Anwender sind damit in der Lage, sämtliche Daten umfassend auszuwerten, Zusammenhänge zu erkennen und dadurch die Ursachen von Störungen oder Qualitätsschwankungen zu ermitteln. Darüber hinaus liefern die Daten wichtige Informationen zur Dimensionierung der Anlage und zu ihrem optimalen Betrieb. 4

Verbraucher sind zur Qualität verpflichtet

Stromverbraucher beeinflussen die Netzqualität beispielsweise durch leistungselektronische Anlagen, z. B. für frequenzgeregelte Antriebe. Netzreaktanzen und der Oberschwingungsanteil der Ströme erzeugen Netzrückwirkungen, die die EEQ im Versorgungsnetz beeinträchtigen. Beispiel hierfür sind hohe, stoßartige Lasten durch den Anlauf und Betrieb von Großmaschinen wie Walzwerkshauptantriebe oder Lichtbogenöfen. Sowohl Energieerzeuger als auch Großabnehmer unterliegen den „Technischen Regeln zur Beurteilung von Netzrückwirkungen D-A-CH-CZ“, die für Erzeugungs- und Abnehmeranlagen Grenzwerte für die Emission von „Netzstörungen“ festlegen. Mit dem ibaPQU-S-System lassen sich auch die in diesem Regelwerk geforderten Kennwerte ermitteln und die Einhaltung der Grenzwerte überwachen. Darüber hinaus vereinbaren Energieversorger vertraglich mit jedem Großverbraucher den Umfang der Störungen, die er ins Netz einleiten darf. Dabei kann eine Verletzung der Grenzwerte durchaus mit Bußgeldern geahndet werden. Die Überwachung der EEQ am Übergabepunkt schafft Klarheit darüber, ob und welche Störungen ins Netz abgegeben werden.

Einsatzgebiet

Power Quality Das iba-System bietet umfassende Möglichkeiten, Anlagen in der elektrischen Energietechnik zu überwachen und optimieren: die kontinuierliche Überwachung der Qualität in Energienetzen, der Einsatz als digitaler Störschreiber (Transient Fault Recorder) und die Integration des Protokollstandards IEC 61850. Die Einsatzmöglichkeiten ergänzen sich und können gleichzeitig betrieben werden.

.dat

Trigger

Elektroqualität normgerecht nachweisen

Elektroenergiequalität (EEQ) wird durch Merkmale wie Frequenz, Höhe, Kurvenform und Symmetrie der Außenleiterspannungen definiert. Sie wird durch das zunehmend dezentral gespeiste Versorgungsnetz selbst, aber auch von den Verbrauchern in immer stärkerem Maße negativ beeinflusst. Mit dem modularen ibaPQU-S-System lässt sich die Qualität in Energienetzen kontinuierlich überwachen. ibaPQU-S misst netzsynchron Rohwerte wie Strom und Spannung und berechnet intern die für die Netzqualität relevanten Kennwerte nach der Norm IEC 61000-4-30 Class A und ist somit für Auswertungen nach EN 50160 geeignet. Die Analyse der Kennwerte, insbesondere in Zusammenhang mit weiteren Anlagen- und Prozessdaten, bildet eine wesentliche Grundlage, die Qualität und Verfügbarkeit von Energienetzen zu erhöhen.  Power Quality Unit ibaPQU-S, siehe Seite 6

LongTerm

Dynamische Vorgänge schnell erfassen

Mit dem skalierbaren iba-System lässt sich die Funktion eines Störschreibers flexibel und individuell an die Anforderungen der Kunden anpassen. Schnelle transiente Signalübergänge können mit geeigneter Erfassungshardware im Bereich von 1 kHz bis 100 kHz hochaufgelöst erfasst und aufgezeichnet werden. Da bei der Anwendung als Störschreiber die Messdaten nur im Fehlerfall aufgezeichnet werden sollen, speichert ibaPDA die Daten zunächst in einem internen Puffer. Bei Eintritt einer Fehlerbedingung werden die Daten dann triggergesteuert aufgezeichnet. Müssen in komplexen Anlagen mehrere tausend Signale mit hoher Erfassungsrate synchron gemessen werden, werden mehrere ibaPDA-Systeme über Lichtwellenleiter miteinander gekoppelt und Daten Sample-genau aufgezeichnet (Multistation-Funktionalität).  Einsatz als digitaler Störschreiber, siehe Seite 8

Standard für die Energieautomatisierung

Das Übertragungsprotokoll IEC61850 ist mittlerweile der Protokollstandard für die Schutz- und Leittechnik in elektrischen Schaltanlagen der Mittel- und Hochspannungstechnik. Mit der IEC61850-Schnittstelle werden die Einsatzmöglichkeiten von ibaPDA weiter ausgebaut.  ibaPDA-Interface-IEC61850, siehe Seite 10

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Power Quality Unit

ibaPQU-S Mit der Power Quality Unit ibaPQU-S lässt sich die Qualität in Energienetzen mit höchster Genauigkeit überwachen. Hierfür werden Kenngrößen der Elektroenergiequalität normgerecht berechnet und mit ibaPDA erfasst und aufgezeichnet.

Auf einen Blick ƒ Modulares Power Quality Monitoring System zur Überwachung der Netzqualität mit höchster Genauigkeit ƒ Netzsynchrone Messung ƒ Interne Berechnung von Netzqualitätsparametern nach IEC61000-4-30, Klasse A ƒ Leistungs- und Energiewerte ƒ Datenerfassung und Berechnung von statistischen und LangzeitNetzqualitätsparametern mit ibaPDA (LWL-Verbindung erforderlich) ƒ Rohwerte für Drill-down in ibaPDA verfügbar ƒ Alle berechneten Werte sind als Einzelwerte in ibaPDA verfügbar und können überwacht werden

Netzsynchron messen mit ibaPQU-S

ibaPQU-S ist ein intelligentes, modulares System zur Überwachung der Netzqualität und realisiert alle dafür relevanten Messaufgaben. Das System misst netzsynchron Rohwerte wie Strom und Spannung und berechnet intern daraus die Frequenz und weitere relevante Kennwerte, siehe Tabelle rechts. Das System ist geeignet für DC-Netze und für die verbreiteten AC-Netze mit 50 Hz und 60 Hz. Für spezielle Anwendungsfälle lässt sich die Frequenz frei zwischen 10 Hz und 80 Hz einstellen, wie z. B. für das Bahnnetz mit 16,7 Hz.

Kennwerte normgerecht berechnen

ibaPQU-S ermittelt alle Kennwerte, die in der Norm EN 50160 gefordert sind. Die Berechnung dieser Kennwerte erfolgt nach den Vorgaben der Norm IEC 61000-4-30, Klasse A, der höchsten Qualitätsklasse. Damit erfüllt ibaPQU-S die Anforderungen für vertragsrelevante Messungen und kann zu Abrechnungszwecken eingesetzt werden. Zudem werden Messungen der Oberschwingungen nach der Norm IEC 61000-4-7 ausgeführt, das Flickermessverfahren erfüllt die Norm IEC 61000-4-15. In ibaPDA kann die Berechnung und Erfassung aller in der Norm EN 50160 vorgeschriebenen Kennwerte mit den darin definierten Berechnungsperioden mit einem Mausklick aktiviert werden.

6

Messungen über die Norm hinaus

In der Norm ist beispielsweise für die Erfassung des Effektivwerts ein Zeitintervall von 10 Minuten vorgeschrieben. Will man jedoch das Verhalten der Anlage nach einer Veränderung genauer beobachten oder Störungen analysieren, lassen sich mit ibaPQU-S auch schnellere Messungen durchführen. Die möglichen Berechnungsperioden für die jeweiligen Kennwerte sind in der Tabelle rechts aufgeführt. Der Verlauf der Kennwerte lässt sich in ibaPDA online mitverfolgen. Die für die Norm EN 50160 berechneten Kennwerte basieren auf der Messung der Spannung. Zusätzlich ist ibaPQU-S in der Lage, alle Kennwerte anhand der Strommesswerte zu berechnen, was beispielsweise für Kompensationsanlagen interessant ist.

Ursachen für Störungen analysieren

ibaPQU-S ist über das Prozessdatenerfassungssystem ibaPDA in die komplette Anlagen- und Prozessüberwachung integriert. Dank der breiten Konnektivität von ibaPDA können die Messwerte aus verschiedensten Quellen erfasst und zeitsynchron abgetastet werden. Mittels spezieller Mechanismen werden die netzsynchronen Energiemesswerte mit den zeitsynchronen Prozessgrößen in Einklang gebracht. Die EEQ-Parameter lassen sich auf diese Weise in Zusammenhang mit der Betriebsweise einer Anlage bringen. Durch die synchrone Messung der EEQ-Parameter einerseits und der Prozessgrößen andererseits können Anlagenbetreiber beispielsweise nachweisen, ob und inwiefern ihre Anlage das Stromnetz negativ beeinflusst hat. Die Ursachen für durch den Prozess

ibaPQU-S Zentraleinheit

ibaMSx I/O Module

ibaPDA mit ibaPQU-S Integration

ibaAnalyzer Reportgenerator

32Mbit Flex Report

Report (PDF)

.dat

HD

Berechnete Kennwerte und Rohsignale

Rohsignale

Visualisierung, Konfiguration, Speicherung, Trigger & Alarmierung

Extraktion in Datenbank

Analyse und Reports

Überwachung der Elektroenergiequalität mit ibaPQU-S im iba-System ausgelöste Netzschwankungen lassen sich somit jederzeit analysieren. In umgekehrter Richtung lässt sich dadurch auch feststellen, ob die Anlage durch Netzstörungen von außen beeinträchtigt wird.

den die Werte in Messdateien oder bei Messungen über lange Zeiträume, wie etwa Monate oder Jahre, in einer HD-Ablage gespeichert. In ibaPDA werden alle Daten aus den unterschiedlichen Quellen zusammengeführt und zentral ausgewertet. Dabei ist es sowohl möglich, Langzeittrends zu ermitteln wie auch Störungen detailliert mit einer Auflösung bis zu 10 µs zu analysieren. Störungen können zudem durch eine Alarmfunktion angezeigt werden und sind in der EventLog-Datei protokolliert. Mit ibaAnalyzer lassen sich schließlich die Werte in Datenbanken speichern, KPIs berechnen oder übersichtliche Reports erstellen, die z. B. als Nachweis zur Einhaltung der Norm EN 50160 dienen.

Integration in das iba-System

ibaPQU-S ist die Zentraleinheit eines modularen Systems und kann mit bis zu 4 Eingangsmodulen erweitert werden. Die von ibaPQU-S unterstützten Module finden Sie auf Seite 11. Die berechneten Netzqualitätskennwerte werden – zusammen mit den Rohwerten und weiteren Anlagen- und Prozessgrößen – mittels einer bidirektionalen Lichtwellenleiterverbindung an das Messwerterfassungssystem ibaPDA übertragen. Dort wer-

Übersicht der Kennwerte Berechnung RMS Peak Rectified Form factor Crest factor Frequency Phase Harmonics Interharmonics THD Power Energy Power / Energy VA Power / Energy VAr Power factor Cos φ 3 phase positive 3 phase negative 3 phase zero Grid symmetric Flicker (Pst, Plt)

Berechnungsperiode

Netztyp

Halbperiode

10/121

150/1802

10 s

10 min

2h

1

3

3+N

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Zeitintervall von 10 Perioden in 50 Hz-Netzen oder 12 Perioden in 60 Hz-Netzen (ca. 200 ms) 2 Zeitintervall von 150 Perioden in 50 Hz-Netzen oder 180 Perioden in 60 Hz-Netzen (ca. 3 s) 1

Das Gerät ist verfügbar ab Q3/2016.

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Applikation

Störungen präzise analysieren mit dem High-Speed-Störschreiber Auf einen Blick ƒƒSchnelle Fehler- und Störungsanalyse ƒƒKostenersparnis durch gezielte Fehlersuche ƒƒGrundlage für gezielte Gegenmaßnahmen ƒƒHochaufgelöste Erfassung aller Signale ƒƒTrigger-Editor zur einfachen Konfiguration von Trigger-Bedingungen ƒƒMultistation-Betrieb für Anlagen mit extrem vielen Signalen

Das iba-System wird in der Energietechnik häufig als digitaler Störschreiber eingesetzt. Dabei werden die Anlagen kontinuierlich auf Signalstörungen überwacht, die Datenaufzeichnung erfolgt aber nur, wenn ein Störfall auftritt. Hierzu werden mögliche Fehlerbedingungen als unterschiedliche Trigger definiert. Das iba-System speichert die Daten zunächst in einen Puffer. Bei Eintritt einer Fehlerbedingung werden die Signale triggergesteuert und hochauflösend aufgezeichnet. Damit lassen sich Netzstörungen und andere Ereignisse präzise analysieren.

Triggerbedingungen für jedes Ereignis

In ibaPDA lassen sich ganz individuell einstellbare Triggerbedingungen konfigurieren, die eine punktgenaue Aufzeichnung auslösen. Mit entsprechender Vor- und Nachlaufzeit um das Auslöseereignis lässt sich auch die Vorgeschichte einer Störung genau nachvollziehen. Triggerbedingungen können mit sämtlichen analogen und digitalen Signalen, Kombinationen aus mehreren Signalen oder mit Hilfe von virtuellen Signalen konfiguriert werden. Mit dem Trigger-Editor kann der Anwender schnell und einfach Triggerbedingungen definieren. Darüber hinaus können auch Ereignis- und Statusmeldungen nach dem IEC 61850 (Edition 2)-Protokoll, z. B. GOOSE-Meldungen, als Trigger genutzt werden. Beim Einsatz der Power Quality Unit ibaPQU-S kann auch auf die berechneten Kennwerte zur Überwachung der Netzqualität getriggert werden. Der Effektivwert ist beispielsweise geeignet, um die Ereignisse rund um Spannungseinbrüche genauer zu untersuchen.

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Aufzeichnung nach Maß

Für unterschiedliche Mess- und Überwachungsanforderungen können unterschiedliche Datenaufzeichnungen definiert werden. Jede Aufzeichnung kann mit eigenen Triggern gesteuert werden, es können spezifische Signale ausgewählt und eine eigene Abtastrate zugewiesen werden. Alle in einem ibaPDA-System konfigurierten Datenaufzeichnungen können parallel aufzeichnen.

Für alle Fälle die geeignete Hardware

Dank der modularen Hardware wächst die Anzahl der verfügbaren Kanäle mit den Anforderungen. Das iba-Modularsystem kann mit unterschiedlichen Zentraleinheiten eingesetzt und zusätzlich mit bis zu 4 E/A-Modulen ergänzt werden. Die Zentraleinheit ibaPADU-S-CM ist eine reine Kommunikationseinheit, die Signale zeitsynchron abtastet und über Lichtwellenleiter an das ibaPDA-System überträgt. Mit der Zentraleinheit ibaPQU-S können zusätzlich Netzqualitätsparameter berechnet und erfasst werden. Als E/A-Module stehen unterschiedliche Erfassungsmodule für die Strom- und Spannungsmessung zur Verfügung, erwähnenswert sind dabei die speziell für die Anforderungen der Energietechnik entwickelten Stromerfassungsmodule mit einem Überlastfaktor von 1:100 bei voller Auflösung. Alle Module im iba-Modularsystem arbeiten mit Abtast­ raten bis zu 40 kHz absolut zeitsynchron. Ist eine höhere Auflösung erforderlich, bietet der Analog-Digital-Umsetzer ibaPADU-4AI die Möglichkeit, Signale mit bis zu 100 kHz zu erfassen. Darüber hinaus lässt sich die gesamte iba-Konnektivität nutzen, um Signa­le nach Bedarf einzukoppeln.

Multistation-Betrieb

Gerade in den komplexen Anlagen der Energiemesstechnik werden oft mehrere Tausend Signale synchron erfasst und aufgezeichnet. Reichen die Steckplätze für Eingangskarten in einem ibaPDA-Rechner nicht mehr für alle Messkanäle aus, können mehrere ibaPDA-Systeme im Multistation-Betrieb synchronisiert werden. Ein ibaPDA-System fungiert dann als MultistationMaster, der bis zu 4 ibaPDA-Systeme als Multistation-Slaves synchronisieren kann. Im MultistationBetrieb arbeiten alle ibaPDA-Systeme so zusammen, als wäre es ein System. Sie starten und beenden eine Messung zum exakt gleichen Zeitpunkt und zeichnen zeitsynchron, auf das Sample genau, auf. Die ibaPDA-Systeme in einem Multistation-Verbund können Triggerereignisse untereinander austauschen und damit die Aufzeichnungen auf allen betei-

ligten Systemen triggern. Die Triggersignale werden mit einer ebenso hohen Genauigkeit übertragen, so dass z. B. die Aufzeichnung auf einem ibaPDA-System A quasi gleichzeitig mit dem Auftreten eines Triggerereignissesauf einem ibaPDA-System B gestartet werden kann. Voraussetzung für den Multistation-Betrieb ist eine Lichtwellenleiterverbindung vom Master zu jedem Slave zur Übertragung des Abtasttaktes und eine Netzwerkverbindung zum Austausch von Triggerevents zwischen Master und den Slaves.

Analyse

Die aufgezeichneten Daten lassen sich mit ibaAnalyzer detailliert analysieren. Damit kann die Ursache für Fehlersituationen ermittelt und gegebenenfalls kurzfristige Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.

Anwendungsbeispiel: Fehleraufzeichnung an HGÜ-Anlagen ibaPADU-S-CM

ibaPADU-S-CM

ibaPDA-Client ibaAnalyzer

ibaPDA-Multistation

L10... L13 L10... L13

L14... L17

Datenaufzeichnung

L14... L17

TCP/IP

ibaRackline ibaPADU-S-CM

ibaPADU-S-CM

TCP/IP

...

LWL

ibaPADU-S-CM

Online-Visualisierung Offline-Analyse ibaAnalyzer

L10... L13 L14... L17

ibaRackline

IEC 61850 ibaLink-VME

ibaBM-DIS-i-8o (optional)

SIPROTEC 5 ibaPADU-S-CM

dezentral

remote

Beispielkonfiguration für den Einsatz des iba-Systems als Störschreiber in einer HGÜ-Anlage

iba lieferte für eine Reihe von Anlagen zur Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) weltweit mehrere TFR-Systeme (Transient Fault Recorder). Realisiert wurde die Störschreiber-Funktion neben den Industrierechnern und der Datenaufzeichnungs-Software ibaPDA mit dem iba-Modularsystem

(ibaPADU-S-CM), das mit Erfassungsmodulen für die Strom- und Spannungsmessung bestückt ist. Die Schnittstellenbaugruppe ibaLink-VME wird in dieser Anwendung sowohl für die Systemkopplung zu SIMATIC TDC zur Erfassung von Messdaten als auch für die Rahmenkopplung zwischen zwei SIMATIC TDC-Systemen eingesetzt.

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ibaPDA-Interface-IEC61850

ibaPDA unterstützt IEC 61850 Die Norm IEC 61850 (Edition 2) beschreibt ein Übertragungsprotokoll für die Schutz- und Leittechnik in elektrischen Schaltanlagen der Mittel- und Hochspannungstechnik. Mit dem ibaPDA-InterfaceIEC61850 können auch IEC-61850-fähige Schutzgeräte in das iba-System eingebunden werden.

Auf einen Blick ibaPDA

HMI

Engineering

Ethernet/IEC 61850

IEC 61850-Geräte (IEDs)

Kommunikation nach Norm

Die Norm IEC 61850 beschreibt ein allgemeines Übertragungsprotokoll für die Schutz- und Leittechnik in elektrischen Schaltanlagen der Mittel- und Hochspannungstechnik. Die Norm definiert Kommunikationsstrukturen und ein objektbezogendes Datenmodell. Die eingesetzten Geräte, sog. IED (Intelligent Electronic Device), können damit ihre Eigenschaften übermitteln und miteinander kommunizieren. Die ibaPDA-Schnittstelle ibaPDA-Interface-IEC61850 ermöglicht es, Informationen aus IEC-61850-fähigen Schutzgeräten mit ibaPDA zu erfassen und aufzuzeichnen.

Unterschiedliche Kommunikationsarten

Das IEC 61850-Protokoll nutzt TCP/IP als Basis und unterscheidet im Wesentlichen werden zwei Kommunikationsarten: ƒ Manufacturing Messaging Specification (MMS) ƒ Generic Object Oriented Substation Events (GOOSE) ƒ Sampled Values nach IEC 61850-9-2*

MMS

Die MMS-Kommunikation stellt eine klassische Client-Server-Kommunikation dar, bei der ein Gerät, z. B. ein Schutzrelais, als Server seine Daten zur Verfügung stellt. Zu diesen Daten zählen beispielsweise Geräteeigenschaften und -parameter sowie Messwerte und Statusmeldungen. Die Informationen werden in sog. Datasets verwaltet.

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* in Vorbereitung

ƒ IEC 61850-Unterstützung in ibaPDA ƒ Erfassung von Events via GOOSE (Generic Object Oriented Substation Events) ƒ Erfassung von Messwerten via MMS (Manufacturing Messaging Specification) ƒ Erfassung einzelner Attribute oder gesamter Data Sets ƒ Auswahl der zu messenden Signale komfortabel mit einem Symbol-Browser

GOOSE

Die GOOSE-Kommunikation basiert folgt dem Peerto-Peer-Prinzip und dient dem Datenaustausch von IEC 61850-Geräten untereinander. Diese Kommunikation wird in Echtzeit direkt auf dem Ethernet-Layer abgewickelt und wird daher gerne für sicherheitsrelevante Informationen, Zustandsmeldungen und Steuerungsdaten genutzt. Die GOOSE-Kommunikation ist unabhängig von einem aktiven Server.

Datenerfassung als IEC61850-Client

ibaPDA fungiert als IEC 61850-Client und unterstützt sowohl die MMS- als auch die GOOSE-Kommunikation. Entsprechende Module stehen im I/O-Manager zur Verfügung. Wenn die Verbindung zwischen ibaPDA und dem Gerät hergestellt wurde, kann das Datenmodell vom Gerät ins ibaPDA-System geladen werden. Die Erfassung schneller Abtastwerte, sogenannter Sampled Values, gemäß Normteil IEC 61850-9-2 ist in Vorbereitung.

Signalauswahl mit Symbol-Browser

Die Auswahl der zu messenden Signale erfolgt dabei komfortabel anhand der symbolischen Namen mit Unterstützung durch den IEC 61850 Symbol-Browser. Dieser ermöglicht den Zugriff auf alle messbaren Symbole basierend auf der importierten Server-Objektliste des IEC 61850-Geräts. Im MMS-Modul können einzelne Datenattribute oder komplette Data Sets erfasst werden. Außerdem ist es möglich, nur bei Änderung von Werten in einem Data Set einen Report zu empfangen.

Bestellinformationen Software Bestellnr.

Bezeichnung

Beschreibung

30.600640

ibaPDA-V6-64

Basispaket Server/Client Bundle für 64 Signale

30.602560

ibaPDA-V6-256

Basispaket Server/Client Bundle für 256 Signale

30.610240

ibaPDA-V6-1024

Basispaket Server/Client Bundle für 1024 Signale

30.620480

ibaPDA-V6-2048

Basispaket Server/Client Bundle für 2048 Signale

30.666660

ibaPDA-V6-unlimited

Basispaket Server/Client Bundle für unbegrenzte Anzahl von Signalen

30.001930

ibaPDA Multistation License

Lizenzerweiterung für Multistation-Betrieb

31.001090

ibaPDA-Interface-IEC61850-Client

IEC61850-Kommunikationsschnittstelle

30.700064

ibaHD-Server-T-64

Basislizenz HD-Server-Funktion für 64 Tags (Signale)

30.700256

ibaHD-Server-T-256

Basislizenz HD-Server-Funktion für 256 Tags (Signale)

30.701024

ibaHD-Server-T-1024

Basislizenz HD-Server-Funktion für 1024 Tags (Signale)

30.702048

ibaHD-Server-T-2048

Basislizenz HD-Server-Funktion für 2048 Tags (Signale)

30.706666

ibaHD-Server-T-unlimited

Basislizenz HD-Server-Funktion für unbegrenzte Anzahl Tags (Signale)

Für ibaPDA und ibaHD-Server sind zusätzlich Lizenzerweiterungen erhältlich, um die Anzahl der Signale, Clients und Data Stores zu erweitern.

ibaPQU-S und E/A-Module Bestellnr.

Bezeichnung

Beschreibung

10.150000

ibaPQU-S

Power Quality Unit

10.124600

ibaMS3xAI-1A

Eingangsmodul mit 3 analogen Stromeingängen, ± 3,0 A

10.124610

ibaMS3xAI-5A

Eingangsmodul mit 3 analogen Stromeingängen, ± 15,0 A

10.124620

ibaMS3xAI-1A/100A Eingangsmodul mit 3 analogen Stromeingängen, ± 6,25 A (± 100 A für 1 s)

10.124521

ibaMS4xAI-380VAC

Eingangsmodul mit 4 analogen Spannungseingängen, 380 V AC

10.124500

ibaMS8xAI-110VAC

Eingangsmodul mit 8 analogen Spannungseingängen, 110 V AC

10.124100

ibaMS16xAI-10V

Eingangsmodul mit 16 analogen Spannungseingängen, ± 10 V

10.124101

ibaMS16xAI-10V-HI

Eingangsmodul mit 16 analogen Spannungseingängen, ± 10 V, high impedance

10.124102

ibaMS16xAI-24V

Eingangsmodul mit 16 analogen Spannungseingängen, ± 24 V

10.124103

ibaMS16xAI-24V-HI

Eingangsmodul mit 16 analogen Spannungseingängen, ± 24 V, high impedance

10.124110

ibaMS16xAI-20mA

Eingangsmodul mit 16 analogen Stromeingängen, ± 20 mA

10.124200

ibaMS16xDI-220V*

Eingangsmodul mit 16 digitalen Eingängen, ± 220 V

10.124201

ibaMS16xDI-24V*

Eingangsmodul mit 16 digitalen Eingängen, ± 24 V

10.124210

ibaMS32xDI-24V*

Eingangsmodul mit 32 digitalen Eingängen, ± 24 V

10.124000

ibaPADU-S-B4S

Baugruppenträger für eine Zentraleinheit und 4 Module

*Modul kann zwar verwendet werden, die Signale werden jedoch nur als Rohwerte übertragen

11

iba AG Hausanschrift Königswarterstr. 44 90762 Fürth

Postanschrift Postfach 1828 90708 Fürth

Telefon: +49 (911) 97282-0 Telefax: +49 (911) 97282-33

www.iba-ag.com [email protected] Durch Tochterunternehmen und Vertriebspartner ist die iba AG weltweit vertreten. Broschüre Einsatzgebiet Power Quality_v1.0_de 05/2016

Technische Änderungen vorbehalten